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转发自：模具工业

作者：王冲1，李贵2，张学文贾雪1 （l.北京汽车集团有限公司，北京101300； 2·武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081）

冲压SE工作贯穿于新车开发的全过程，从了解对标车的关键零件制作工艺开始，到量产车的制作完成，都需要冲压工艺人员的参与。冲压工艺人员主要解决车身零件的冲压工艺问题，快速有效地解决车身设计过程中出现的各种问题，是缩短开发周期和降低开发成本的保证。

为此运用DFM(design for manufacturability)方法，将冲压工艺研究与计算机辅助工程相结合，提出冲压同步工程的概念。冲压SE要求冲压工艺人员与零件开发人员一一起集成的、同步参与汽车设计，从开始就考虑到从概念成形到样车制作的所有因素，包括零件质量、制造成本、使用材料、进度计划及用户需求，通过与相关部门人员的良好协作及信息的及时交流，使生产工艺性问题在研发阶段得到解决。

现通过详细阐述冲压SE在汽车开发过程中各个阶段的主要工作内容及任务，就冲压SE工作如何用于指导车身关键零件的结构设计改进提出建议。

2、冲压的工作目标

车身开发在整车开发中是非常关键的，冲压SE 是对车身零件开发及其相关过程进行并行、一体化设计的一种工作模式。冲压SE在缩短模具开发周期、降低零件生产成本、提升零件质量、保证开发效率等方面发挥着重要作用，图1所示为冲压SE的主要工作目标。冲压SE工作主要从以下3个方面来实现具体目标。

图1冲压SE主要工作目标简图

（1）冲压SE改善冲压工艺性。零件设计人员因对冲压工艺知识缺乏，车身冲压零件设计不合理，导致在后续模具开发中存在严重质量缺陷，或是模具结构复杂。而冲压SE可以提前发现零件设计的不合理性，优化零件结构设计、改善零件的工艺成形方案，可有效避免后期因零件设计改动而造成零件开发周期长，成本过高，有效提高生产效率。

（2）冲压SE提高材料利用率。零件结构的合理定义可以实现零件各部位结构的实用性以及较高的材料利用率，在冲压SE过程中，可借助c黼分析软件对零件定义材料性能和尺寸进行优化设计和分析，在满足结构强度条件下以期获得最经济最实用的材料牌号以及最高的材料利用率，以降低零件在量产时的生产成本。

〈3）冲压SE实现制造工艺性验证。工艺方案的稳定性是确定零件制造工艺验证中的重要一环，通过冲压SE可以从冲压设备、生产纲领、生产方式等多种影响因素进行综合考虑以确定零件生产方案，优化车身零件制造工艺，以减少模具结构设计存在缺陷的风险。

3冲压SE具体应用流程

冲压SE工作是针对所需制造的零件能否满足

量产要求而展开的同步分析，在整车开发过程的工作内容主要分为4个阶段，即对标车分析阶段、造型设计阶段、零件工程化阶段和样车制作阶段。在整个开发周期中，冲压SE工作对车身零件的设计优化起着关键作用。图2所示为冲压SE在整车开发过程中的应用流程图。

新车开发前期介入冲压SE，对零件设计初期进行成形性分析和模具工程预分析，及早发现制造工艺及成本问题，对造型及关键特征进行合理优化。

在零件工程化阶段，依据具体数据从零件品质、模具结构、可操作性、制造成本等因素出发，对关键零件的成形性及工艺性进行审查，提出工程更改申请书(ECR) ,及时反馈给零件设计部门，并跟踪零件结构变更后的状态进行分析。

经过与零件工程师进行技术交流，使零件结构达到最优。在样车制作阶段，冲压SE主要是验证零件成形性，评估量产可行性。对于存在成形缺陷的零件需要分析问题产生的原因并判断量产时的质量风险，提出进一步优化零件设计的建议。

在整车开发过程中通过几轮冲压SE分析，车身零件的工艺性会得到最大程度的优化，使零件量产时的调试成功率显著提高。同时经过不断总结积累经验，以零件为单位建立一个丰富智能的冲压SE 数据库，以供后续新车开发中零件设计及冲压SE工作作为参考。

4汽车侧围外板案例分析

以某车型的侧围外板为例说明如何通过冲压 SE实现优化零件结构的过程，并提出具体的优化方案。

4 · 1零件介绍

图3所示为某侧围外板零件，零件材料为 DC06，料厚为0·7mm，拟采用自动化方式进行生产。现从冲压SE的开发思路对零件冲压成形性、工艺方案、材料性能及利用率等方面进行优化分析。

4·2冲压CAE建模与分析

采用冲压CAE软件Autoform4 ·4版本对零件的冲压工艺方案进行建模，并对其冲压成形性进行仿真模拟。初始设定的坯料形状及尺寸如图4所示，初始具体的成形模拟参数设置：压边力为2 200 kN：压边圈行程设为225 mm；摩擦因数为0 ·巧：最小单元尺寸为1.5 mm

图4零件坯料形状尺寸

图3 零 件

通过对坯料尺寸、拉深筋形状及位置、工艺补充面、压料力等冲压成形工艺条件和参数进行反复调整，经多次模拟分析，直至最佳的材料流动，以达到最大限度成形出合格拉深件的目的。图5所示为板料成形后的拉深件示意图。

修边线拉深后坯料线材料流动控制点坯料线

材料流动 材料流动控制点 控制点材料流动控制点 最大减薄量

图5成形后拉深件示意图 图7减薄率示意图4，3成形缺陷判定 进行调整改进。侧围外板属于外观件，成形后的冲利用CAE分析软件的后处理功能对板料拉深 击痕和滑移线需要判定，结果如图8、图9所示。

成形效果进行评价，如图6、图7所示，图6中A以处 图8、图9可以看出冲击痕未出现在零件A级区域，

破裂。 滑移线宽度未超出零件圆角区域，因此不会影响零件外观效果，此类缺陷可以忽略。

4．4结构设计改进

根据上述拉深成形模拟分析结果，可以看出零件的主要缺陷为减薄、开裂，解决此类缺陷的一般方法为：加大局部特征圆角，增加局部侧壁斜度。以图6中c、D两处缺陷为例，对零件局部结构制定

图6拉深成形效果图 改进对策，c面加大如图10中白线所示，侧壁倾斜角度加大，由8mm更改为R15mm D处缺隋白色

根据成形结果，由于零件结构设计不合理，多 圆角渐渐加大，由RIOmm加大到R15mm，如图I l

处局部发生破裂，为消除缺陷需要对零件局部特征 所示，其余缺陷处局部改进措施类似。

侧围外板结构经过上述改进后，冲压工艺缺陷消除。图14所示为零件改进后拉深成形效果，开裂现象完全消失；图巧所示为零件改进后减薄率示意图，零件最大减薄量仅为16·39％。冲压SE工作为零件生产提供了一定的工艺依据，避免了后期在模具制造时，因设计改动造成零件开发周期延长，成本增高的风险，取得了良好的效果。

C面加大图10 C处缺陷改进对策示意图

图11 D处缺陷改进对策示意图

根据冲压工艺修边可行性准则，对零件边界进行工艺检查，发现两处边界需要调整，按灰色椭圆所示调整零件边界，使零件边界距圆角最小3mm，后门洞边界同样检查调整，如图12所示。图13所示也按灰色椭圆所示调整零件边界，使零件边界距圆角最小3mm

边界调整

图12零件边界1调整示意图

3

边界调整 冲满0瞓协，粼到灯坳琊骁酝硐@姊

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图13零件边界2调整示意图

图14 改进后零件拉深成形效果图

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最量

图巧改进后零件减薄率示意图

5结束语

冲压成形是车身覆盖件制造过程中应用最广泛的工艺之一，如果在车身开发前期的造型没计阶段、零件工程化阶段及样车制作阶段不能充分考虑冲压工艺的影响，在后期模具制造时，会导致零件制造工艺复杂，甚至无法制造模具的问题。此时若大幅度改动或重新设计零件，将严重影响整车开发进度，增加开发成本。

在汽车车身开发过程中应用冲压SE，有利于缩短车身开发周期，提高零件质量，降低生产成本以及实现制造的柔性化，快速响应市场变化以提高在汽车市场中的竞争力。同步工程是汽车企业在日益激烈的市场竞争中求生存、求发展的一种有效方法，也是国内尽快吸收、消化国外先进技术，迅速提高自主设计能力，实现跨越式发展的必要手段。

余健1，向，心海

（1.浙江嘉兴南洋职业技术学院机电工程分院，浙江嘉兴314001； 2．浙江嘉兴海鲲模具厂，浙江嘉兴314001）

摘要：以U形支承件弯曲为例，分析了弯曲成形工艺，针对外观件不能有明显压痕和拉丝痕的特点，将凹模设计成圆柱滚子结构，实践证明这种结构可以减小弯曲时的摩擦阻力，降低摩擦热量，延长模具笨件的使用寿命，保证成形零件的质量，对类似零件的成形提供一定的参考作用。关键词：U形弯曲；圆柱滚子；冲压中图分类号：TG386．31文献标识石马：B文章编号：1001一2168（2016）03一m34一03 DOI：10」6787/j．cnki．1001一216& dmi．2016．03．009

Design Of bending die for U-shaped supporting part

YU Jian，GAO Zhi-hai

(). Department of Mechanical and Electrical Engineering，Jiaxing Nanyang Polytechnic

Institute，Jiaxing，Zhejiang 314001，China; 2.Zhejiang Jiaxing Haikun Die & Mould Factory， Jiaxing，Zhejiang 314001，China)

Abstract: The bending forming process Of a U-shaped supporting part was analyzed. In View Of the requirement Of part，s appearance without obvious indentation and drawing mark，the die was designed a cylindrical roller. The practice proved that the structure reduced the friction and heat，improved the service life of the die and ensured the forming quality Of parts.

曲模。由于材料较厚，且对外部弯曲面的质量要求

冲压工艺设计包括冲压件的成形性分析和冲 较高，普通U形弯曲模虽然结构简单，但成形的零

压成形方案的确定，良好的冲压工艺性和合理的工 件质量难以控制，废品率较高，决定通过改进凹模

艺方案在延长模具零件使用寿命的同时可获得质量稳定的零件卩]。图1所示零件为U形支承件，材料 结构，重新设计U形弯曲模。

为45钢，料厚为7，8 mm,原工艺采用普通单工序模 2工艺分析生产，分别为：D落料、冲孔复合模：2普通U形弯

从图1可以看出，零件结构简单，在落料冲孔后就是U形弯曲。由于零件为外观件，对外侧外观要求较高，不得有压伤、压痕及弯曲时所产生的拉丝

事模具设计与制造的教学和研究工作。 痕等缺陷。零件材料厚度达到7，8 mm,如采用普通

参考文献：

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罔李贵，柳玉起，孙世岩，等，基于UV线的几何旋转变形回 弹补偿算法湃华中科技大学学报（自然科学版），2012，40 （9）：106一109． compensation system for advanced high—strength steel parts[J].International Journal of Advanced Manufacturing Techn（击）gy，2014，70（1一4）：413一427．

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Key words: U-bending; cylindrical roller; stamping

[311.1 GUI,LIU YUQI,DU TING,et al.Algorithm research 进[J]．模具工业，20巧，4埠0）：34一37、 and system development on geometrical springback